数据传输技术

3.4　数据传输技术

数据传输是指在网络环境下，各台计算机之间数据、信息的相互传递。城市基础地理信息的传输技术是指通过光纤、光缆技术所组成的信息高速公路，实现空间信息的传输。计算机网络、Internet为地理信息的快速实时、动态传输提供了技术保证。WWW技术的出现，使互联网成为一个包含各种信息、面向各种用户的互联网络，并且WWW技术以其开放性、廉价性、操作简单、支持多媒体、超级链接能力和友好的界面，得到了越来越广泛的应用，成为数据传输的重要手段。而随着WebGIS的发展，可以通过Internet进行矢量或栅格格式的地理空间数据传输。网络技术的迅速发展，为城市空间信息的传输提供了良好的手段。

数据传输完全依赖于城市信息基础设施建设。它是城市信息化的基础，也是数字城市建设的基础，主要包括以下内容:

3.4.1　宽带网络技术

“数字城市”的大量数据分布在不同的数据库中，由不同的部门负责构建、管理和维护，要实现数据共享，进行无缝互操作就必须通过计算机宽带网络技术和万维网络技术。宽带是通信领域中的一个热点，目前各种通信手段都在与宽带进行融合，同样数字城市中各种空间数据的传输也离不开宽带的支持，要传输海量数据，进行科学计算，宽带网络便成为“数字城市”是否能走向实用的关键。宽带网技术包括宽带光纤网与宽带卫星通信网技术。

1.宽带光纤网

宽带光纤网，又称为有线互联网或光纤-光缆网技术。光纤目前已成为城域网中主要的传输介质。对于城市本地网来说，通信业务不断增加，尤其是数据业务需求的增大，城市光纤需要有更大的传输带宽，从而能更好地传输语音、图像、数据。波分复用技术网络是基于全光纤网络的第三代Internet，利用波分复用技术发送一个附加光信号，就能把带宽增加一倍。目前已经成熟且商用的光纤通信SHD技术指标已经达到10GB/s，再加上波分复用技术，最终传输率可达40～400GB/s。对于数字城市而言，数字城市必须建立在宽带网络之上，宽带网络好比是高速公路，没有良好高速公路的支持，数字城市不可能建立起来，也不可能发挥应有的效用。

2.宽带卫星通信网

宽带卫星通信网是Internet与卫星通信两种技术在信息服务方面相结合的技术。从目前的技术进展情况看，宽带卫星通信网的广泛实现还需要一段时间，但众多的运营商早已着手宽带卫星系统的设计和开发，宽带卫星通信业务将在未来几年中得到快速发展。这些宽带卫星系统按运行轨道、覆盖范围和它们提供的业务划分，大体分为两大类，即全球或区域覆盖同步轨道系统和全球覆盖低轨道系统。这两类系统都可以提供宽带多媒体业务。从技术角度看，同步轨道卫星需要开发数字技术来减少时延的影响，而低轨道卫星则需要解决卫星组网问题。但是总体上看，宽带卫星通信网具有覆盖范围广、可部署性、带宽利用率高、成本低廉、提供一体化网络等方面的优点。

3.4.2　移动互联技术

1.WAP

WAP(Wireless Application Protocol，无线应用协议)是一个开放的全球性的无线通信与Web相结合的应用平台，它使得无线终端用户，如移动电话或笔记本电脑用户可以方便，快捷地访问交互式接入和信息服务。WAP使移动Internet有了一个通行的标准WAP的工作模式与Web的工作模式接近，完全支持Internet接入，其目标是将Internet的丰富信息及先进的业务引入到移动电话等无线终端之中，用户可以借助无线手持设备，如掌上电脑、手机、双向广播、智能电话等，通过WAP获取信息。WAP只要求移动电话和WAP代理服务器的支持，而不要求现有的移动通信网络协议做任何的改动，因而可以广泛地应用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多种网络。

2.GPRS

GPRS(通用分组无线业务)是以全球移动通信系统(GSM)为基础的数据传输技术，将GPRS通用分组无线技术引入GSM移动通信网，允许GMS用户在分组转移模式下发送和接收数据，大大提高了数据传输的效率，并将IP技术引入了GSM网络，它是移动通信网络向第三代移动通信网络的进一步拓展。它不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，可直接与Internet互通。GPRS业务在无线上网、环境监测、交通监控、移动办公等领域具有无可比拟的性价比优势，目前GPRS技术已经应用到各个领域，近年来采用GPRS技术实现无线监控越来越普遍，甚至实现了无线数字闭路电视监控。

3.蓝牙

蓝牙(Blue Tooth)是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术可以取代信息服务之间的有线连接，实现电子设备之间的无线互联，以便确保大多数常见的计算机和通信设备之间可以方便地进行无线通信。蓝牙技术能够有效地简化移动通信终端设备之间、设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙可以支持异步数据信道，多达3个的同时进行的同步语音信道，还可以同一个信道同时传送异步数据和同步语音，并且采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段，其数据速率为1Mbps，采用时分双工传输方案实现全双工传输。

4.3G

3G(3rd-generation，第三代移动通信技术TD-SCDMA)是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术，是被国际电联等国际组织广泛承认的3G国际标准，也是我国通信业第一个拥有自主知识产权的3G国际标准。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。它支持高质量的语音、分组数据、多媒体业务和多用户速率的无线通信，将手机变为集语言、图像、图形、数据传输等诸多应用于一体的信息终端。TD打破了由欧美完全主导通信标准的格局，为今后移动通信后续标准与技术的演进奠定了自主发展的基础。

5.4G

4G(4rd-generation，第四代移动通信技术)是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像与高清晰度电视相媲美的技术产品。4G最大的数据传输速率超过100Mbps，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。显然4G有着不可比拟的优越性如通信速度更快、网络频谱更宽、通信更加灵活、智能性能更高、频率使用效率更高、兼容性能更平滑、提供各种增值服务、更高质量的多媒体通信等优势。

3.4.3　物联网

目前，国内外普遍公认的“物联网”是由M IT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究射频识别(RFID)时最早提出来的。在2005年国际电信联盟(ITU)发布的The Internet of Things报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，除RFID技术外，传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府将物联网作为下一步发展的重点，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动各国经济的发展。

物联网(The Internet of things，IOT)就是通过射频识别、红外摄像机、激光扫描仪等传感器设备和全球定位系统、无线通信系统等，按约定的协议，把任何物品(如设备、设施、各种商品甚至人与动物等)与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。简而言之，物联网是多种信息技术的融合与集成应用，使人与物、物与物之间可进行智慧对话，创造一个智慧的世界。“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。

“物联网”概念的问世，打破了之前将物理基础设施和IT基础设施分开的传统思维。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，通过“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制，由此，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

物联网的应用领域包括航天、通信、智能建筑、医疗健康、生产制造、军事、安全隐私、公共安全、环境监控、娱乐多媒体和交通运输等多个领域。已有的与数字城市相关的案例包括:基于RFID技术的智能停车场系统、智能电子车牌、门禁系统、列车跟踪、电子不停车收费系统、对象识别系统、广告牌无线远距离识别管理系统、环卫作业车辆GPS管理系统、停车场智能监管系统。物联网是当前最具发展潜力的产业之一，将有力带动传统产业转型升级，引领战略性新兴产业实现经济结构和战略性调整，引发社会生产和经济发展方式的深度变革，具有巨大的战略增长潜能，是后危机时代经济发展和科技创新的战略制高点，已经成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导力。